CN206938990U - 一种智能驱动的自平衡单车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能驱动的自平衡单车，包括车架和设于车架上的转向装置、驱动装置、传感器、电池、前轮、后轮和控制装置，所述前轮可旋转安装于所述驱动装置上，且前轮与所述驱动装置的动力输出端固定连接；所述转向装置固定安装于所述车架的前端，且转向装置的动力输出端与所述驱动装置固定连接而驱动驱动装置和前轮转动；所述后轮可旋转安装于所述车架的后端，所述控制装置与所述传感器、电池、转向装置和驱动装置电连接；所述车架上可拆卸安装有车座。本实用新型整个过程自动控制和驱动，无需人手和身体进行动力驱动、方向和平衡性的控制，具有智能化控制、驱动和安全可靠的有益效果。
Description
技术领域
本实用新型属于智能车技术领域，尤其是指一种智能驱动的自平衡单车。
背景技术
随着社会经济的不断发展，汽车数量也日益地增加，汽车体积大，占用空间大，导致停车困难、道路堵塞和环境污染的问题也日益突出。为了应对上述日益突出的问题，由于自行车绿色环保，占用停车面积极小且经济实惠，短途的代步需要，骑自行车外出越来越被提倡。但是现有自行车都是通过身体进行驱动，并且通过人手对自行车进行方向和平衡性的控制，使用费力且不方便，特别是对于不会骑自行车的人，骑单车对他们是一个极其困难而奢望的事情。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种智能化控制、驱动和安全可靠的自平衡单车。
本实用新型的目的可采用以下技术方案来达到：
一种智能驱动的自平衡单车，包括车架和设于车架上的转向装置、驱动装置、传感器、电池、前轮、后轮和控制装置，所述前轮可旋转安装于所述驱动装置上，且前轮与所述驱动装置的动力输出端固定连接；所述转向装置固定安装于所述车架的前端，且转向装置的动力输出端与所述驱动装置固定连接而驱动驱动装置和前轮转动；所述后轮可旋转安装于所述车架的后端，所述控制装置与所述传感器、电池、转向装置和驱动装置电连接；所述车架上可拆卸安装有车座。
作为一种优选的方案，所述转向装置为转向电机；所述转向电机固定安装于所述车架的前端；所述转向电机竖直设置，且其输出轴与所述驱动装置固定连接，所述转向电机与控制装置电连接。
作为一种优选的方案，所述驱动装置包括安装架和安装于安装架上的驱动电机以及传动机构，所述驱动电机固定安装于所述安装架上，所述前轮可旋转安装于所述安装架上；所述驱动电机的输出轴通过传动机构与所述前轮传动连接而驱动前轮转动，所述驱动电机与控制装置电连接。
作为一种优选的方案，所述传动机构包括主动带轮、从动带轮和传动带，所述主动带轮通过传动带与所述从动带轮传动连接，所述主动带轮和从动带轮分别与所述驱动电机和前轮固定连接。
进一步地，所述传感器包括用于测量车架的倾斜角度的惯性传感器，以及用于检测前轮或后轮的转速的编码器，所述惯性传感器和编码器与所述控制装置电连接。
作为一种优选的方案，所述转向电机通过联轴器与驱动装置固定连接。
作为一种优选的方案，所述转向电机为步进电机。
作为一种优选的方案，所述驱动电机为伺服电机。
进一步地，所述控制装置分别通过步进电机驱动器和伺服电机驱动器与所述转向电机和驱动电机电连接。
作为一种优选的方案，所述控制装置为单片机或PLC。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
1、本实用新型的控制装置通过传感器对车架的平衡性和运动速度进行检测，然后输出控制信号到转向装置和驱动装置。控制装置通过控制转向装置可以控制前轮的方向和角度，使前轮转动一定的方向和角度而控制整车的平衡，而通过控制驱动装置可以驱动前轮进行转动而使整车向前运动，整个过程自动控制和驱动，无需人手和身体进行动力驱动、方向和平衡性的控制，具有智能化控制、驱动和安全可靠的特点。
2、本实用新型根据转弯角度大小的需求，控制装置输出控制信号到转向电机，使转向电机按要求旋转方向和角度进行转动，从而驱动车轮转动，实现不同方向和角度的转弯的功能，适用性高，特别能适合需大角度转弯的道路使用，转向灵活，转向反应快且使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型智能驱动的自平衡单车的结构示意图；
图2是本实用新型智能驱动的自平衡单车在拆掉转向装置和驱动装置后的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
参照图1，本实施例涉及智能驱动的自平衡单车，包括车架1和设于车架1上的转向装置2、驱动装置3、传感器、电池5、前轮6、后轮7和控制装置，所述前轮6可旋转安装于所述驱动装置3上，且前轮6与所述驱动装置3的动力输出端固定连接；所述转向装置2固定安装于所述车架1的前端，且转向装置2的动力输出端与所述驱动装置3固定连接而驱动驱动装置3和前轮6转动；所述后轮7可旋转安装于所述车架1的后端，所述控制装置与所述传感器、电池5、转向装置2和驱动装置3电连接；所述车架1上可拆卸安装有车座11。所述控制装置为单片机或PLC。
该结构的控制装置通过传感器对车架1的平衡性和运动速度进行检测，然后输出控制信号到转向装置2和驱动装置3。通过控制转向装置2可以控制前轮6的方向和角度，使前轮6转动一定的方向和角度而控制整车的平衡，而通过控制驱动装置3可以驱动前轮6进行转动而使整车向前运动，整个过程自动控制和驱动，无需人手和身体进行动力驱动、方向和平衡性的控制，具有智能化控制、驱动和安全可靠的特点。
所述转向装置2为转向电机21；所述转向电机21固定安装于所述车架1的前端；所述转向电机21竖直设置，且其输出轴与所述驱动装置3固定连接，所述转向电机21与控制装置电连接。根据转弯角度大小的需求，控制装置输出控制信号到转向电机21，使转向电机21按要求旋转方向和角度进行转动，从而驱动车轮转动，实现不同方向和角度的转弯的功能，适用性高，特别能适合需大角度转弯的道路使用，转向灵活，转向反应快且使用方便。
所述驱动装置3包括安装架31和安装于安装架31上的驱动电机32以及传动机构，所述驱动电机32固定安装于所述安装架31上，所述前轮6可旋转安装于所述安装架31上；所述驱动电机32的输出轴通过传动机构与所述前轮6传动连接而驱动前轮6转动，所述驱动电机32与控制装置电连接。控制装置通过驱动电机32和传动机构对前轮6的工作状态进行控制。由于控制装置单独通过驱动电机32对车轮进行转动或停止进行控制，可快速地改变电机的工作状态，实现前轮6的转动和停止。
所述传动机构包括主动带轮、从动带轮和传动带，所述主动带轮通过传动带与所述从动带轮传动连接，所述主动带轮和从动带轮分别与所述驱动电机32和前轮6固定连接。工作时，驱动电机32依次通过主动带轮、传动带和从动带轮驱动车轮转动，使自行车向前运动。
如图1和图2所示，所述传感器包括用于测量车架1的倾斜角度的惯性传感器41，以及用于检测前轮6或后轮7的转速的编码器42，所述惯性传感器41和编码器42与所述控制装置电连接。惯性传感器41和编码器42一起对车架1运动过程中的倾斜角度和车速进行同时检测，组成自平衡控制结构。其中，惯性传感器41通过其测量车架1的横滚角，并实时将测量到的数据传送到控制装置，然后控制装置通过转向电机21控制前轮6转向和转弯角度，以修正车架1的横滚角，使横滚角达到一个理想值，从而控制整车实现自平衡。而编码器42可实时检测前轮6或后轮7的转速数据，从而控制整车的速度在一个适应的范围内，以保证车架1的平衡性和行驶的安全性，具有智能化控制、驱动和安全可靠的特点。
所述转向电机21通过联轴器8与驱动装置3固定连接。转向电机21通过联轴器8可以起到减速增矩的作用，增大转向电机21的输出到驱动装置3上的力矩，从而控制前轮6的转动顺畅性，防止出现扭力不够而出现转向卡顿和滞后的情况。
所述转向电机21为步进电机。控制电机通过向步进电机输出不同数量的脉冲，可以控制步进电机的转动角度，以适应前轮6不同转弯角度的需要，调节方便，能更好地适用于各种弯路。
所述驱动电机32为伺服电机。控制装置通过编码器42实时检测后轮7的转速度，然后控制伺服电机进行修正，实现准确地控制前轮6的转动速度的目的。
所述控制装置分别通过步进电机驱动器9和伺服电机驱动器10与所述转向电机21和驱动电机32电连接。控制装置、伺服电机驱动器10和伺服电机共同组成前轮6驱动结构。控制装置通过编码器42对车轮的转速进行检测，然后智能控制伺服电机的转速，将车速控制在适当的范围内，实现整车的平衡稳定行驶。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：包括车架和设于车架上的转向装置、驱动装置、传感器、电池、前轮、后轮和控制装置，所述前轮可旋转安装于所述驱动装置上，且前轮与所述驱动装置的动力输出端固定连接；所述转向装置固定安装于所述车架的前端，且转向装置的动力输出端与所述驱动装置固定连接而驱动驱动装置和前轮转动；所述后轮可旋转安装于所述车架的后端，所述控制装置与所述传感器、电池、转向装置和驱动装置电连接；所述车架上可拆卸安装有车座。
2.根据权利要求1所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述转向装置为转向电机；所述转向电机固定安装于所述车架的前端；所述转向电机竖直设置，且其输出轴与所述驱动装置固定连接，所述转向电机与控制装置电连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述驱动装置包括安装架和安装于安装架上的驱动电机以及传动机构，所述驱动电机固定安装于所述安装架上，所述前轮可旋转安装于所述安装架上；所述驱动电机的输出轴通过传动机构与所述前轮传动连接而驱动前轮转动，所述驱动电机与控制装置电连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述传动机构包括主动带轮、从动带轮和传动带，所述主动带轮通过传动带与所述从动带轮传动连接，所述主动带轮和从动带轮分别与所述驱动电机和前轮固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述传感器包括用于测量车架的倾斜角度的惯性传感器，以及用于检测前轮或后轮的转速的编码器，所述惯性传感器和编码器与所述控制装置电连接。
6.根据权利要求2所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述转向电机通过联轴器与驱动装置固定连接。
7.根据权利要求2或6所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述转向电机为步进电机。
8.根据权利要求3所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述驱动电机为伺服电机。
9.根据权利要求3所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述控制装置分别通过步进电机驱动器和伺服电机驱动器与所述转向电机和驱动电机电连接。
10.根据权利要求1所述的一种智能驱动的自平衡单车，其特征在于：所述控制装置为单片机或PLC。
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| CN201720330297.7U CN206938990U (zh) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 一种智能驱动的自平衡单车 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020237777A1 (zh) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 深圳傲科海科技有限公司 | 双电机反扭动力系统、控制系统及自平衡车 |
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2017
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